Nutriční skladba přípravku Imuregen Imuregen je preklinicky a klinicky testovaný přírodní přípravek, který je určen jako nutriční suplement pro podporu regenerace a obranyschopnosti organismu. Imuregen díky výchozím surovinám a technologickým postupům při jeho přípravě obsahuje ve vyvážených poměrech: -esenciální aminokyseliny, oligopeptidy podporující růst buněk, tkání a orgánů; -vitaminy, minerální látky a stopové prvky nezbytné pro metabolické funkce a podporu antiinfekční ochrany organismu; Imuregen na rozdíl od jiných přírodních přípravků obsahuje v optimálních poměrech: -exogenní (dietární) nukleotidy (dNT); -kationické (antimikrobiální) peptidy Význam dietárních nukleotidů Exogenní, neboli dietární nukleotidy (poly-, oligo-, a mononukleotidy), jsou obsaženy hlavně v jádrech buněk a cytoplazmatických mitochondriích jako nukleové kyseliny (DNA a RNA), a v řadě metabolických kofaktorů a koenzymů tvoří nezbytnou funkční součást (např. ATP). dNT jsou přijímány s potravinami stejně jako ostatní esenciální nutriční složky. Počátkem devadesátých let minulého století byly přineseny zcela jednoznačné důkazy, že dNT jsou důležitou a z mnoha hledisek nepostradatelnou nutriční složkou. Organismus využívá dNT hlavně z potravy živočišného původu (z níž jsou metabolicky nedostupnější) přímo, aniž by je musel vysoce energeticky konstruovat de novo. Jejich trvale nedostatečný přísun stravou (při dlouhodobě převažující rostlinné stravě nebo hladovění) se projeví nejen oslabením imunity, zejména antiinfekční, ale odráží se především ve funkci jaterní tkáně, kardiovaskulárního systému a střevního traktu, a zpožděním vývoje CNS, imunitního systému a celkového růstu. Nukleotidy jsou ubikviterně rozšířené fosforečné estery pentóz (ribóza, deoxyribóza) vázané na šestičlennou pyrimidinovou (uracil, thymin, cytozin) nebo pětičlennou purinovou dusíkatou bázi (adenin, guanin, xantin, hypoxantin). Nukleotid bez fosfátové skupiny se nazývá nukleozid. Díky ionizaci fosfátové skupiny se nukleotidy chovají jako středně silné kyseliny. Nukleozidy mohou esterově vázat jednu, dvě nebo tři molekuly kyseliny fosforečné. Vznikají tak nukleozid-mono-, -di-, a -trifosfáty. K vytvoření těchto vazeb je třeba značného množství volné energie získané oxidací. Energie akumulovaná vytvořením dvou nebo jedné anhydridové vazby činí z nukleozid-difosfátů a -trifosfátů makroergní sloučeniny. Nejuniverzálnější z nich je adenosintrifosfát (ATP), který je donorem Gibbsovy energie využívané při mnoha biochemických procesech. Kromě toho je ATP koenzymem řady enzymů (kináz) a spolu s ostatními adeninovými nukleotidy je součástí tří hlavních koenzymů: NAD+, FAD a CoA. Jeho cyklický derivát 3´,5´-adenozinmonofosfát (cAMP) je jedním z hlavních regulačních faktorů metabolismu. Struktura a metabolismus nukleotidů jsou popsány v řadě monografií (např. Voet a Voetová 1995). Všechny purinové a pyrimidinové trifosfáty mají vysokou schopnost transportovat chemické skupiny a většina participuje na vytváření kovalentních vazeb. Nejnázornějším příkladem je polymerizace nukleozidových trifosfátů při syntéze DNA a RNA. Jako monodi- a tri-fosfáty jsou zahrnuty téměř ve všech metabolických funkcích. Nukleotidy fungují v
energetickém metabolismu jako donory fosfátu; jako mediátory jsou nezbytné např. pro agregaci krevních destiček, nebo při vazodilataci. Působí jako agonisté a spouštějí kaskádu přenosu signálu přes purinové a pyrimidinové buněčné receptory. Deriváty nukleotidů jsou důležitými meziprodukty při biosyntéze sacharidů a lipidů. Stěžejní význam mají nukleotidy v regeneračních procesech. Na jednu mitózu je zapotřebí řádově 109 nukleotidů. Z toho lze odvodit, kolik nukleotidů je v organismu zapotřebí jen pro buněčné dělení při klidové regeneraci tkání, deskvamaci kůže, pro obnovu mukózních epitelů (střevo, plíce) a krvetvorbu. Je odhadováno, že během 24 hodin se u dospělého člověka odbourá a je nahrazeno kolem 300 g enterocytů; potřeba nukleotidů ještě vzrůstá při rozvíjející se imunitní odpovědi v důsledku klonální expanze lymfoidních buněk aktivovaných antigenem, a dále při diferenciaci subpopulací imunokompetentních buněk do buněk efektorových. Zásoba nukleotidů v organismu je udržována syntézou de novo z jednoduchých molekul jako CO2, amoniaku a ribosy (pyrimidiny), a glycinu, aspartátu, kyseliny listové a glutaminu (puriny), nebo endogenní reutilizací. Endogenní syntéza ani reutilizace nejsou vždy plně dostačující, aby vyrovnaly zvýšené požadavky metabolicky vysoce aktivních buněk a tkání (imunocyty, enterocyty, jaterní parenchym, regenerační procesy, epitelizace aj.). K vyrovnané bilanci endogenních nukleotidů potřebných pro rostoucí a obnovující se tkáně při rekonvalescenci nebo při zvýšené zátěži může přispět suplementace přípravky, které obsahují dostatečné množství dNT. Nukleoproteiny potravy jsou částečně hydrolyzovány již v žaludku a pak proteolytickými enzymy střevního traktu konvertovány na nukleové kyseliny. Pankreatické nukleázy a střevní polynukleotidázy a fosfoesterázy štěpí nukleové kyseliny dále na mono-, di-, tri- a polynukleotidy, které jsou dále nukleotidasami a alkalickou fosfatázou enterocytu hydrolyzovány na nukleozidy, které jsou dále degradovány na purinové a pyrimidinové baze. Pokusy na zvířatech se prokázalo, že nukleozidy jsou absorbovány enterocyty přednostně. (a to více jak z 90%. Difuzí nebo přenosovým mechanismem za přítomnosti Na+ se dostávají do dalších tkání, především jater a kosterního svalstva. V enterocytu jsou nukleozidy i baze rychle katabolizovány na degradační produkty (kyselina močová), které jsou zpětně vyloučeny do střevního lumen a moči. Převažující degradace dNT ve střevním traktu a rychlá absorbce vzniklých nukleozidů enterocyty může být dále výhodná proto, že se snižuje nabídka dostupných nukleotidů pro střevní patogenní mikroby a parazity, a zejména pro protozoa, pro něž jsou purinové baze esenciální. Navíc bylo prokázáno, že dNT zvyšují expresi genů kódujících produkci střevních enzymů potřebných k využití nukleotidů z exogenních zdrojů, což je interpretováno jako evoluční adaptace preferující tuto cestu před energeticky náročnější syntézou de novo. Význam kationických peptidů Kationické peptidy jsou nízkomolekulární proteiny (peptidy) sestávající se z 12 – 50 aminokyselin. Nesou pozitivní elektrický náboj. Mají širokospektré antibakteriální a antivirové účinky, tj. podporují antiinfekční ochranu organismu. Mechanismus antimikrobiálního účinku zabíjení je ve své podstatě fyzikálně-chemický: spočívá v proražení stěny bakteriální buňky, což je následováno vylitím buněčného obsahu (lýzou). Bakteriální buňka je tedy bezprostředně zabíjena na základě iontových a hydrofobních interakcí, takže nemá možnost vytvořit rezistenci na jakýkoliv antimikrobiální peptid, natož vytvořit rezistentní mutanty, jak se tomu děje v případě antibiotik. To je velmi významné pro využití těchto látek pro léčbu infekčních i jiných nemocí. Kationické peptidy byly prokázány u mnoha druhů živočichů, jak obratlovců, tak bezobratlých. V současné době je známa úplně nebo částečně chemická struktura u více jak 600 těchto látek. Jsou tvořeny konstitutivně i inducibilně v epiteliálních buňkách tkání, které tvoří bariéry proti patogenním mikrobům, v kůži a ve sliznicích, ve výstelkách jazyka,
trávicího, močopohlavního a dýchacího traktu, a jsou zde sekretovány do potu, ušního mazu, slz a mukusu. Nacházejí se také v kostní dřeni a v placentě. Kationické peptidy tvoří převážnou část proteinového obsahu bílých krvinek, v nichž jsou skladovány v azurofilních granulech. Jeden neutrofil může těchto granul obsahovat více jak tisíc. Např. v nich byly identifikovány antibakteriální peptidy jako azurocidin (CAP37), protein vázající endotoxin (CAP18), baktericidální protein (BPI), indolicin, nisiny D4B a LL-37 a defenziny. Všechny mají širokou působnost: zneškodňují nebo přímo zabíjejí G+ i G- bakterie, plísně a houby, kvasinky a různé parazity včetně ploštěnců a hlístů, nádorové buňky různého původu a dokonce některé viry včetně HIV a virů oparu (herpes simplex). Literatura k dNT Carver, J. D. Dietary nucleotides: cellular immune, intestinal, and hepatic function. J. Nutr. 124, 144S-148S, 1994 Chinsky, J. M., Ramamurthy, V., Fanslow, W.C., Ignolia, D. E., Blackburn, M.R., Shaffer, K. T., Higley, H. R., Rudolph, F. B. Developmental expression of adenosine deaminase in the upper alimentary tract of mice. Differentiation 42, 172-183, 1990 Chu, S. V. Nucleotides: biochemistry and metabolism. Sem. Pediatr. Gastr. Nutr. 2, 6-11, 1991 Cory, J. G., Purine and pyrimidine nucleotide metabolism. In: Textbook of Biochemistry (ed. Devlin, T. M.) pp. 529-571, Wiley-Liss, Inc. New York, USA, 1992 Cosgrove, M. Nucleotides. Nutrition 14, 748-451, 1998 Dubyak, G. R., El-Moatassim, C. Signal transduction via P 2 –purinergic receptors for extracellular ATP and other nucleotides. Cel. Physiol. 34, C577-C606, 1993 Gordon, J. L. Extracellular ATP: effects, sources and fate. Biochem. J. 233, 309-319, 1986 Grimble, G. K. Why are dietary nucleotides essential nutrients, Brit. J. Nutr. 76, 475-478, 1996 Jarvis, S. M. Characterization of sodium-dependent nucleoside transport in rabbit intestinal brush-border membrane vesicles. Biochim. Biophys. Acta 979, 132-138, 1989 Quan, R., Uauy, R. Nucleotides and gastrointestinal development. Sem. Pediatr. Gastr. Nutr. 3, 3-11, 1991 Richter, J. Šíma, P. Pfeifer, I., Turek, B. Nukleotidy a jejich význam ve zdraví nemoci. České pracovní lékařství, 2004, roč.5, č.1, s. 26-27. Roux, J. M. Nucleotide supply of the developing animal: role of so called ´salvage pathways.´ Enzyme 15, 361-377, 1973 Rudolph, F. B. The biochemistry and physiology of nucleotides. J. Nutr. 124, 124S-127S, 1994
Velíšek, J. Chemie potravin 3. Ossis, Tábor, 2002 Voet, D., Voetová, J. G., Biochemie, Victoria Publishing, Praha, 1995
Literatura ke kationickým peptidům Andreu, D., Rivas, L.: Animal antimicrobial peptides: an overview. Biopolymers (Peptide Science). 47, 415-433, 1998 Boman, H.G.: Innate immunity and the normal microflora. Immunol. Rev. 173, 5-16, 2000 Gabay, J.E., Almeida, R.P.: Antibiotic peptides and serine protease homologs in human polymorphonuclear leukocytes: defensins and azurocidin. Curr. Opin. Immunol. 5, 97-102, 1993 Huang, H.W.: Action of antimicrobial peptides: two-state model. Biochemistry 39, 83478352, 2000 Ganz, T.: Fatal attraction evaded: how pathogenic bacteria resist cationic polypeptides. J.Exp.Med. 193, F31-F33, 2001 Ganz, T., Lehrer, R.I.: Defensins. Curr. Opin. Immunol. 6, 584-589, 1994 Ganz, T., Lehrer, R.I.: Antimicrobial peptides of leukocytes. Curr. Opin. Hematol. 4, 53-58, 1997 Ganz, T., Lehrer, R.I.: Antibiotic peptides from higher eukaryotes:biology and applications. Mol. Med. Today 5, 292-297, 1999 Ganz, T., Weiss: Antimicrobial peptides of phagocytes and epithelia. Semin. Hematol. 34, 343-354, 1997 Larrick, J.W., Hirata, M., Zhong, J., Wright, S.C.: Anti-microbial activity of human CAP18 peptides. Immunotechnol. 1, 65-72, 1995 Lee, W.J., Farmer, J.L., Hilty, M., Kim, Y.B.: The protective effects of lactoferrin feeding against endotoxin lethal shock in germfree piglets. Infect. Immun. 66, 1421-1426, 1998 Levy, O.: Antimicrobial proteins and peptides of blood: templates for novel antimicrobial agents. Blood 96, 2664-2672, 2000 Risso, A.: Leukocyte antimicrobial peptides: multifunctional effector molecules of innate immunity. J. Leukocyte Biol. 68, 785-792, 2000 Schonwetter, B.S., Stolzenberg, E.D., Zasloff, M.A.: Epithelial antibiotics induced at sites of inflammation. Science 267, 1645-1648, 1995
Scott, M.G., Hancock, R.E.: Cationic antimicrobial peptidesand their multifunctional role in the immune system. Crit. Rev. Immunol. 20, 407-431, 2000 Stříž, I., Pokorná-Sochurková, H., Zheng L., Jarešová, M., Guzman, J., Costabel, U.: Calprotectin expression and mononuclear phagocytic subpopulations in peripheral blood and bronchoalveolar lavage. Sarcoidosis, vasculitis and diffuse lung diseases 18, 57-63 (2001) Šíma, P., Trebichavský, I., Sigler, K.: Mammalian antibiotic peptides. Folia Microbiol. 48, 123–137, 2003
RNDr. Petr Šíma, CSc. Sektor imunologie a gnotobiologie, Mikrobiologický ústav v.v.i., AV ČR, Praha
